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熟练掌握食品冻干机原理及操作要点,获得高质量制品

发布时间:2020-07-29 14:26:46浏览:565次

冻干燥的基本原理是基于水的三态变化。水有固态、液态和气态,三种状态既可以相互转换又可以共存。 当水在三相点(温度为0.01℃,水蒸气压为610.5Pa)时,水、冰、水蒸气三者可共存且相互平衡。在高真空状态下,利用升华原理,使预先冻结的物料中的水分,不经过冰的融化,直接以冰态升华为水蒸汽被除去,从而达到冷冻干燥的目的。 

冻干制品呈海绵状、无干缩、复水性极好、含水分极少,相应包装后可在常温下长时间保存和运输。 由于真空冷冻干燥具有其它干燥方法无可比拟的优点,因此该技术问世以来越来越 受到人们的青睐,在医药、生物制品和食品方面的应用已日益广泛。血清、菌种、中西医药等生物制品多为一些生物活性物质,真空冷冻干燥技术也为保存生物活性提供了良好的解决途径。

食品冻干机是由制冷系统、真空系统、加热系统、电器仪表控制系统所组成。主要部件为干燥箱、凝结器、冷冻机组、真空泵、加热/冷却装置等。本设备采用高效辐射加热,物料受热均匀;采用高效捕水冷阱,并可实现快速化霜;采用高效真空机组,并可实现油水分离;采用并联集中制冷系统,多路按需供冷,工况稳定,有利节能;采用人工智能控制,控制精度高,操作方便。

要获得高质量的制品,对冻干的理论和工艺应有一个比较全面的了解。冻干工艺包括预冻、升华和再冻干三个分阶段。合理而有效地缩短冻干的周期在工业生产上具有明显的经济价值。溶液速冻时(每分钟降温10~50℃),晶粒保持在显微镜下可见的大小;相反慢冻时(1℃/分),形成的结晶肉眼可见。粗晶在升华留下较大的空隙,可以提高冻干的效率,细晶在升华后留下的间隙较小,使下层升华受阻,速成冻的成品粒子细腻,外观均匀,比表面积大,多孔结构好,溶解速度快,便成品的引湿性相对也要强些。 

药品在冻干机中预冻在两种方式:一种是制品与干燥箱同时降温;另一种是待干燥箱搁板降温至-40℃左右,再将制品放入。前者相当于慢冻,后者则介于速冻与慢冻之间,因而常被采用,以兼顾冻干效率与产品质量。此法的缺点是制品入箱时,空气中的水蒸气将迅速地凝结在搁板上,而在升华初期,若板升温较快,由于大面积的升华将有可能超越凝结器的正常负荷。此现象在夏季尤为显著。 制品的冻结处于静止状态。经验证明,过冷现象容易发生至使制品温度虽已达到共晶点。但溶质仍不结晶,为了克服过冷现象,制品冻结的温度应低于共晶点以下一个范围,并需保持一段时间,以待制品完全冻结。

食品冻干机工艺流程:
选择新鲜草莓→清洗、去柄→沥干→切片→糖浸→装盘、称量→食品冻干机部分(装仓→预冻→冷阱制冷→真空排气→真空升华干燥→出仓)→称量→包装。 

食品冻干机操作要点:
1、选料  
购买成熟的、无斑点的、无腐烂的新鲜草莓,除去柄及叶子,用清水清洗3-4次,然后沥干,把每个草莓切成3-4片,使每片厚度为6-8mm。

2、装盘  
把刚切好的草莓片平放于食品冻干机的物料盘中。

3、预冻
将装好盘的草莓放入冻干仓内进行冻结,温度为-35℃,冻结时间为1-2h,使草莓的中心温度达到共晶点温度以下。

4、真空升华干燥(在定压条件下)
首先将真空冷冻干燥机冷阱温度预冷至-45℃,当冷阱温度降至-45℃时开启真空泵使真空度达到20pa,并保持这一压力,这时开始给搁板加热,被冻结的草莓开始升华干燥。在升华干燥阶段严格地保持恒定的冷阱温度,而在加热过程中草莓的中心温度不高于其共晶点温度,草莓的表面的温度不高于其所允许的最高温度。当草莓的表面温度和中心温度相接近时,升华干燥结束。草莓的升华干燥一般持续4-5小时。

5、真空升华干燥(在变压条件下)
首先同样将真空冷冻干燥机冷阱温度预冷至-45℃,当冷阱温度降至-45℃时开启真空泵,使真空度达到80pa,同时给搁板加热。当加热搁板的温度上升为30℃时,这时开始调整压力,使压力降至40pa并保持一段时间;当搁板温度上升至45℃时,这时调整压力使压力降至20pa并保持到升华干燥结束,时间大约3-4h。  

6、解析干燥
解析干燥阶段压力保持在20pa,搁板温度在48℃,时间一般为1-2h。

7、包装
当解析干燥结束,这时停止给搁板加热,同时关闭真空泵、制冷机和冷却水系统并打开放空气阀使冻干箱内的压力恢复到常压,这时开始出舱。出仓后要立即对已冻干完毕的草莓进行无菌包装。

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